(a) Nanotrådbaserad korsformad korsning som stöder den icke-abeliska flätningen av Jackiw-Rebbi-nollägen. (b) Numeriska resultat för utvecklingen av vågfunktion som visar de icke-abeliska flätningsegenskaperna hos Jackiw-Rebbi-nollägen. Upphovsman:© Science China Press
Som en viktig gren av kvantberäkningen, topologisk kvantberäkning har väckt omfattande uppmärksamhet för att ha stora fördelar som feltolerans. Topologisk kvantberäkning är baserad på den icke-abeliska flätningen av kvanttillstånd, där den icke-abeliska flätningen inom kvantstatistik är starkt relaterad till icke-lokaliseringen av kvanttillstånden. Utforskningen av topologisk kvantberäkning under de senaste två decennierna är huvudsakligen inriktad på Majorana fermion (eller dess noll-energiinkarnation som kallas Majorana zero-mode), en exotisk partikel som har icke-abelsk statistik och är känd för sin anti-partikel som är sig själv.
Jackiw-Rebbi noll-mode höjdes först inom området hög energi fysik på 1970-talet. Med den ökande betydelsen av topologi inom området fysik för kondenserad materia, begreppet Jackiw-Rebbi nolläge antogs också för att hänvisa till det topologiskt skyddade nolläget i gränsen för topologiska isolatorer. I motsats till Majorana-nolläget som endast presenteras med en icke-försvinnande supraledande orderparameter, Jackiw-Rebbis noll-läge är inte självkonjugerat och kan därför presenteras även i frånvaro av partikelhålssymmetri.
Nyligen, i en forskningsartikel med titeln "Dubbelfrekvens Aharonov-Bohm-effekt och icke-abeliska flätningsegenskaper hos Jackiw-Rebbi zero-mode, "publicerad i National Science Review , forskare från fyra universitet, inklusive Peking University och Xi'an Jiaotong University, hävdade en ny metod för att realisera flätning som inte är abelisk. Medförfattare Yijia Wu, Haiwen Liu, Jie Liu, Hua Jiang, och X. C. Xie visade att Jackiw-Rebbi-nolllägen som finns i stor utsträckning i topologiska isolatorer också stöder flätning som inte är abel.
I det här arbetet, författarna konstruerade Jackiw-Rebbi-noll-lägen i en kvantspinnshallisolator. Genom att visa Aharonov-Bohms oscillationsfrekvens för Jackiw-Rebbi nolläges mellanliggande transport, de hävdade att Majorana-nolläget kan ses som ett specialfall av Jackiw-Rebbi-nolläge med partikelhålssymmetri. I metoden för numerisk simulering, de demonstrerade också att icke-abeliska flätningsegenskaper uppvisas av Jackiw-Rebbis nolllägen i frånvaro av supraledning. Författarna trodde att dessa resultat inte bara gör teoretiska framsteg som visar de charmiga egenskaperna hos Jackiw-Rebbi zero-mode, men också ge möjlighet att realisera topologisk kvantberäkning i ett system som inte är Majorana (icke-superledande).
Denna senaste forskning lade också fram en generaliserad och kontinuerligt avstämbar fusionsregel i topologisk kvantberäkning när degenerationen av Jackiw-Rebbi-nollägen lyfts. Författarna drog slutsatsen att Jackiw-Rebbi noll-läge kan vara en ny kandidat för topologisk kvantberäkning och har ytterligare fördelar jämfört med sin kusin Majorana:(1) supraledning är inte längre nödvändig; (2) besitter generaliserad fusionsregel; och (3) energigapet är i allmänhet större.